Zellen sind die Bausteine, aus denen alle Lebewesen bestehen. Zellen können ganz unterschiedliche Aufgaben übernehmen, die sie dank der Bauteile bewerkstelligen, die in ihnen stecken. Sie sind für das verantwortlich, was alle Lebewesen auf der Erde gemeinsam haben: Sie leben – und sie sterben.
Ein Haus ist aus vielen einzelnen Steinen zusammen gebaut. Und wir Menschen aus vielen einzelnen Zellen. Zellen sind sozusagen die Bausteine, aus denen Lebewesen gemacht sind. Diese Bausteine sind meist viel zu klein, um sie mit bloßem Auge zu erkennen. Manche Lebewesen bestehen aus nur einer Zelle. Pflanzen, Tiere und auch wir Menschen bestehen aus sehr vielen Zellen.
Jede Zelle kann für sich selbst überleben. Doch in unserem Körper arbeiten sie zusammen und erfüllen bestimmte Aufgaben, damit ein Lebewesen leben kann. Zellen geben vor, wie wir geformt sind und wie wir aussehen. Sie nehmen die wichtigen Stoffe aus unserer Nahrung auf und verwandeln sie in Energie. Haarzellen schützen und wärmen, Muskelzellen sorgen für Bewegung, Nervenzellen leiten Signale durch den Körper. Sinneszellen nehmen unsere Umgebung wahr, Blut-Zellen befördern Sauerstoff durch unseren Körper, und so weiter.
Aus Organellen aufgebaut
Obwohl Zellen ganz unterschiedlich aussehen und unterschiedliche Arbeit erledigen, sind sie doch recht ähnlich aufgebaut. In ihnen stecken bestimmte Bauteile, die jeweils eigene Aufgaben haben. Diese Bauteile werden auch Organellen genannt. Die Organellen haben alle sehr merkwürdige Namen. Die kennst du entweder schon aus dem Bio-Unterricht. Oder du kannst bald mit ihnen angeben, weil du sie schon kennst.
Eine Zelle wird von einer Membran umschlossen. Das ist eine dünne Haut, die die Zelle nach außen abgrenzt. Innerhalb der Membran ist eine gelartige Flüssigkeit, in der weitere Bauteile herum schwimmen. Die Flüssigkeit wird Zytoplasma genannt.
Im Kern steckt das Erbgut
Die Zellen von Mehrzellern haben einen Zellkern oder Nukleus. Der ist sozusagen der Computer einer Zelle. Er sagt, was die Zelle zu tun hat. Denn im Zellkern steckt unser Erbgut. Man könnte es auch den Bauplan des Lebens nennen. Der Zellkern kann den Bauplan lesen und verwalten.
So genannte Mi-to-chon-dri-en werden die Kraftwerke in einer Zelle genannt. Mitochondrien erzeugen Energie. Dafür brauchen sie etwa Zucker aus der Nahrung und Sauerstoff aus der Luft, die wir atmen. Eine weitere Organelle stellt die Stoffe her, die eine Zelle benötigt. Sie hat einen besonders tollen Namen: En-do-plas-ma-tisch-es Re-ti-ku-lum. Man kann es auch als ER abkürzen. Die Organelle, die die Stoffe aus dem ER sortiert und verteilt, heißt Golgi-Apparat.
Teilen und wachsen
Und so spielen noch einige weitere Organellen eine Rolle in den Zellen. Pflanzenzellen haben übrigens noch zusätzliche Organellen, die in den Zellen von Tieren und Menschen nicht vorkommen. Im Grunde könnte man sagen: Eine Zelle ist eine winzige Fabrik. In ihr arbeiten unterschiedlichen Maschinen zusammen. Etwa, um Energie zu erzeugen oder um lebenswichtige Stoffe herzustellen und diese zu befördern. Eine Zelle kann sich auch in zwei Zellen teilen und wachsen.
In einem mehrzelligen Lebewesen verknüpfen sich Zellen gleicher Art und Funktion zu einem Gewebe. Viel Gewebe kann ein ganzes Organ ergeben. Der Zusammenschluss von Organen und Geweben kann als Lebewesen auftreten. Die können sehr unterschiedlich aussehen. Doch ganz egal, wie unterschiedlich Tiere und Menschen aussehen: Aufgrund unserer Zellen sind wir alle gewissermaßen gleich aufgebaut.
Zellen sterben
In unserem Körper teilen sich ständig Zellen und wachsen weiter. Eine Zelle hält jedoch nicht ewig. Irgendwann stellt sie ihre Arbeit ein. Sie stirbt ab und macht Platz für die, die neu entstehen. Warum sich Zellen genau verändern und sterben, wird unter anderem in der Alternsforschung untersucht. So versuchen Forschende das Altern von Lebewesen besser zu verstehen.
Forschende fanden heraus: Zellen können in unterschiedlichen Programmen arbeiten. Mal räumen Zellen in sich auf und beseitigen Zellmüll. Mal teilen sich Zellen und wachsen. Und: Wenn sich Zellen teilen, verkürzen sich die Enden ihrer Baupläne. Bis sie schließlich so kurz sind, dass sie sich nicht mehr teilen können.
Nun überlegen Wissenschaftler, ob sie das Leben von Zellen verlängern können. Das kann etwa mit chemischen Stoffen funktionieren, die die Zellen beeinflussen. Wir können unsere Zellen aber auch durch unsere Art zu Leben besser fit halten. Etwa, indem wir uns gesund ernähren und unseren Zellen weniger schädlichen Stoffen aussetzen.
Echte Alleskönner
Mit einem Spermium und einer Eizelle beginnt das Leben. Eine befruchtete Eizelle teilt sich und verdoppelt das Erbgut und die Bauteile, die sie in sich trägt. Dann werden aus den zwei Zellen vier, aus den vier Zellen werden acht, und so weiter. Durch diese Zellteilung wächst allmählich ein neuer Mensch im Bauch seiner Mutter heran.
Die ersten Zellen dieses neuen Lebens sind noch allesamt so genannte Stammzellen. Das sind Zellen, bei denen noch nicht festgelegt ist, welche Aufgabe sie später erfüllen werden. Irgendwann können sie sich etwa in Blutzellen, Nervenzellen oder Hautzellen verwandeln. Auch wenn wir älter sind, tragen wir noch immer Stammzellen in uns. Sie liefern Nachschub an Zellen, wenn wir neue brauchen.
Für die Wissenschaft sind diese Stammzellen besonders interessant. Forscher wollen die Zellen nutzen, um neues Gewebe im Labor zu züchten. Das könnte man etwa verwenden, wenn ein Mensch neue Zellen oder ein ganzes neues Organ braucht. Viele Krankheiten ließen sich behandeln, wenn man die kranken Zellen durch neue Zellen ersetzen könnte.
Text und Bild: Philipp Brandstädter,
zunächst erschienen über dpa Nachrichten für Kinder, März 2019
Quellen:
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